EN
De ce cauzează motoarele cu VFD deteriorarea rulmenților?
Răspuns rapid
Variatoarele de frecvență (VFD) pot genera tensiune pe arbore datorită comutării înalt-frecvențiale din interiorul invertorului. Când această tensiune se acumulează, curentul electric poate descărca prin rulmenții motorului. În timp, aceste descărcări repetate deteriorează suprafețele rulmenților, provocând pitting (formarea de micropituri), zgomot, vibrații și defectare prematură. Instalarea unui inel de legare la pământ pentru arbore poate redirecționa curentul în siguranță către pământ și poate preveni deteriorarea rulmenților.
Utilizarea în creștere a motoarelor cu VFD
Variatoarele de frecvență sunt utilizate pe scară largă pentru a îmbunătăți eficiența energetică și pentru a controla viteza motorului. Acestea sunt frecvent întâlnite în sistemele industriale, cum ar fi pompele, compresoarele, echipamentele HVAC și sistemele de transport pe bandă.
Totuși, mulți ingineri observă o problemă neașteptată după instalarea sistemelor cu VFD: rulmenții motorului încep să cedeze mult mai devreme decât era de așteptat.
Această problemă nu este cauzată de lubrifiere necorespunzătoare sau de suprasarcină mecanică. În multe cazuri, cauza reală este deteriorarea electrică a rulmenților.
Modul în care VFD-urile generează tensiunea pe arbore
Spre deosebire de alimentările tradiționale care furnizează tensiune sinusoidă netedă, VFD reglează viteza motorului folosind modularea lățimii pulsului (PWM). Această metodă face ca tensiunea să se aprindă şi să se stingă rapid la frecvenţe mari.
În timpul acestui proces de comutare, se generează un fenomen numit tensiune de mod comun.
Această tensiune poate induce un potențial electric între arborele motorului și rama motorului. Pe măsură ce motorul merge, tensiunea arborelui creşte treptat.
Odată ce tensiunea devine suficient de puternică pentru a sparge filmul subțire de lubrifiant din interiorul rulmentului, apare o descărcare electrică.
Ce se întâmplă în interiorul rulmentului
Fiecare descărcare este extrem de mică, dar se comportă ca o scânteie microscopică între suprafeţele metalice.
Mii de scântei pot apărea în fiecare secundă în timpul funcţionării motorului.
De-a lungul timpului, această activitate electrică repetată provoacă mai multe tipuri de daune:
● Găuri mici cratere pe pista de curse
● Frosting – o suprafață uzată de gri mat
● Flutonare – canale uniform distribuite de-a lungul pistei de rulare
Vibrații și zgomot crescut
Studiile privind sistemele industriale cu motoare sugerează că deteriorarea electrică a lagărelor poate reprezenta un procent mare dintre defecțiunile premature ale motoarelor acționate de variatoare de frecvență (VFD).
Prevenirea problemei prin inele de legare la pământ pentru arbore
Un inel de legare la pământ pentru arbore protejează lagărul oferind o cale electrică controlată spre pământ. În loc să permită descărcarea tensiunii prin lagăr, inelul de legare la pământ deviază curentul parazitar provenit din arborele în rotație direct către carcasă motorului.
Inelul de legare la pământ pentru arbore utilizează microfibre conductoare care mențin un contact continuu cu arborele în timpul rotației motorului. Deoarece inelul de legare la pământ oferă o cale de rezistență mai mică decât lagărul, curentul electric curge natural prin acesta.
O soluție preventivă simplă
Pentru multe sisteme motoare moderne, deteriorarea rulmenților datorată cauzelor electrice nu este vizibilă imediat, ci doar în momentul apariției defectului. Prin instalarea unui inel de legare la pământ pentru arbore în stadiul incipient al proiectării sistemului, inginerii pot reduce riscul deteriorării prematurate a rulmenților și pot îmbunătăți fiabilitatea pe termen lung a motorului.
Întrebări frecvente
1. De ce provoacă motoarele cu variatoare de frecvență (VFD) curenți prin rulmenți?
Comutarea de înaltă frecvență din cadrul variatoarelor de frecvență generează o tensiune de mod comun care poate induce o tensiune pe arbore, care, la rândul ei, se poate descărca prin rulmenții motorului.
2. Poate lubrifierea preveni deteriorarea electrică a rulmenților?
Nu. Lubrifierea protejează împotriva uzurii mecanice, dar nu poate opri descărcarea electrică.
3. Care este metoda cea mai frecvent utilizată de protecție?
Inelele de legare la pământ pentru arbore sunt utilizate pe scară largă, deoarece deviază în siguranță curentul parazitar în afara rulmenților.
